RU2186284C2

RU2186284C2 - Pipe threaded sleeve joint

Info

Publication number: RU2186284C2
Application number: RU98120072/06A
Authority: RU
Inventors: В.В. Грачев; А.Н. Добренков; А.В. Рудницкий; В.В. Ипполитов
Original assignee: Грачев Вячеслав Васильевич; Добренков Александр Николаевич; Рудницкий Александр Васильевич; Ипполитов Вячеслав Васильевич
Priority date: 1998-11-05
Filing date: 1998-11-05
Publication date: 2002-07-27

Abstract

FIELD: oil, petrochemical and gas industry; securing tubes in string. SUBSTANCE: pipe threaded sleeve joint includes sleeve and two pipe ends; sealing is effected due to contact of ends of pipes through sealing ring. Pipes are made in form of opposite cones diverging relative to inner surface of pipe; sealing ring is made in form of articulating ring with converging mating taper surfaces. Clearance provided between sleeve and articulating ring ensures required motion in radial direction. Angle of inclination of taper surface corresponds to angle of friction of materials used. EFFECT: enhanced tightness of threaded joints. 3 dwg

Description

Изобретение относится к нефтяной, нефтехимической и газовой промышленности и может быть использовано, в частности в скважинах для крепления труб в колонну. The invention relates to the oil, petrochemical and gas industries and can be used, in particular in wells, for fastening pipes to a string.

Известны муфтовые резьбовые соединения со сходящимися концами труб, между торцами которых вставлено уплотнительное кольцо, например соединение с уплотнительным кольцом (US патент 3572777, МПК⁴ F 16 L 25/00, 1971 г.). Однако в данном случае используется кольцо из неметаллического материала - тефлона.Known coupling threaded connections with converging pipe ends, between the ends of which a sealing ring is inserted, for example, a connection with a sealing ring (US patent 3572777, IPC ⁴ F 16 L 25/00, 1971). However, in this case, a ring of non-metallic material is used - Teflon.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому трубному муфтовому резьбовому соединению является соединение труб (US патент 4568113, МПК⁴ F 16 L 25/00, 1986 г.), включающее муфту и два трубных конца, в котором герметизация осуществляется посредством контакта торцов труб через уплотнительное металлическое кольцо (уплотнение по типу "металл-металл").The closest in technical essence to the proposed pipe sleeve threaded connection is a pipe connection (US patent 4568113, IPC ⁴ F 16 L 25/00, 1986), including a sleeve and two pipe ends, in which the sealing is carried out by contacting the ends of the pipes through the sealing metal ring (metal-to-metal seal).

Недостатком данной конструкции является то, что соединение с такими контактными уплотнительными поверхностями не обеспечивает надежной герметизации при изгибе трубного соединения. The disadvantage of this design is that the connection with such contact sealing surfaces does not provide reliable sealing when bending the pipe connection.

Задачей данного технического решения является повышение герметичности резьбовых соединений. The objective of this technical solution is to increase the tightness of threaded joints.

Поставленная задача решается благодаря тому, что с целью уменьшения влияния на герметичность несоосности и изгиба соединения, между торцами труб, выполненных в виде взаимно противоположных, расходящихся по отношению к внутренней поверхности труб конусов с углами α≤(90^°-tg^-1φ), где φ - угол трения используемых материалов, установлено сочленительное кольцо, имеющее сходящиеся ответные конусные поверхности с углом при вершине конуса β≥(90^°-2tg^-1φ), между муфтой и кольцом выполнен зазор с возможностью обеспечения максимально необходимого перемещения кольца в радиальном направлении.The problem is solved due to the fact that in order to reduce the effect on tightness of misalignment and bending of the connection between the ends of the pipes made in the form of mutually opposite cones with angles α≤ (90 ^° -tg ^-1 φ), where φ - the angle of friction of the materials used, it was found articulation ring having convergent conical surfaces responses with an apex angle of the cone β≥ (90 ^° -2tg ^-1 φ), between the sleeve and the ring gap formed to provide a maximum desired ne emescheniya ring in the radial direction.

Предлагаемая конструкция трубного муфтового резьбового соединения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 изображено соединение в сборе; на фиг.2 и 2а - узел уплотнения трубного муфтового резьбового соединения. The proposed design of the pipe coupling threaded connection is illustrated by drawings, where figure 1 shows the connection assembly; figure 2 and 2A - node seal pipe coupling threaded connection.

Трубное муфтовое резьбовое соединение состоит из трубных концов 1 и 2, имеющих наружную резьбу и ввинченных в охватывающую муфту 3 (фиг.1). Между торцами трубных концов 1 и 2, имеющих конические поверхности 5 и 6 (фиг.2), расположено сочленительное кольцо 4, выполненное с боковыми коническими поверхностями 7 и 8. Между муфтой 3 и сочленительным кольцом 4 расположен зазор с возможностью обеспечения перемещения кольца 4 в радиальном направлении. Углы обработки конических поверхностей торцов трубных концов 1 и 2, а также сочленительного кольца 4 (фиг. 2а) выбирают из условия α≤(90^°-tg^-1φ) и β≥(90^°-2tg^-1φ), где φ - угол трения используемых материалов, который соответствует углу наклона конических поверхностей.The pipe coupling threaded connection consists of pipe ends 1 and 2 having an external thread and screwed into the female sleeve 3 (figure 1). Between the ends of the pipe ends 1 and 2 having conical surfaces 5 and 6 (FIG. 2), there is a joint ring 4 made with lateral conical surfaces 7 and 8. Between the coupling 3 and the joint ring 4 there is a gap with the possibility of moving the ring 4 in radial direction. The processing angles of the conical surfaces of the ends of the pipe ends 1 and 2, as well as the joint ring 4 (Fig. 2a) are selected from the condition α≤ (90 ^° -tg ^-1 φ) and β≥ (90 ^° -2tg ^-1 φ), where φ - the angle of friction of the materials used, which corresponds to the angle of inclination of the conical surfaces.

Трубное муфтовое резьбовое соединение работает следующим образом. Перед свинчиванием кольцо 4 устанавливается на торец трубы 1 с навинченной муфтой 3. Затем конец трубы 2 ввинчивается в муфту 3. В процессе затяжки резьбового соединения происходит его герметизация по контактным поверхностям 5-7 и 6-8, образуя уплотнение типа "металл-металл". При возникновении изгибающей нагрузки сочленительное кольцо 4 перемещается в радиальном направлении (для этой цели имеется зазор между внутренней поверхностью муфты 3 и кольцом 4), тем самым обеспечивая повышение герметичности соединения в условиях изгиба. Таким образом, предлагаемая конструкция обеспечивает лучшую герметизацию при работе резьбового соединения, особенно в условиях действия изгибающих нагрузок. Pipe coupling threaded connection operates as follows. Before screwing, the ring 4 is installed on the end of the pipe 1 with a screwed-on sleeve 3. Then the end of the pipe 2 is screwed into the sleeve 3. In the process of tightening the threaded connection, it is sealed on contact surfaces 5-7 and 6-8, forming a metal-metal seal . When a bending load occurs, the joint ring 4 moves in the radial direction (for this purpose, there is a gap between the inner surface of the coupling 3 and the ring 4), thereby increasing the tightness of the joint under bending conditions. Thus, the proposed design provides better sealing during operation of the threaded connection, especially under conditions of bending loads.

Claims

A pipe coupling threaded connection comprising a coupling and two pipe ends, in which the sealing is carried out by contacting the ends of the pipes through an o-ring, characterized in that the ends of the pipes are made in the form of opposite cones diverging with respect to the inner surface of the pipe, and the o-ring is made in the form articulating, having convergent mating conical surfaces, while a gap is made between the coupling and the articulating ring with the possibility of providing the necessary movement tions of the latter in the radial direction, and the angle of inclination of the conical surfaces corresponds to the angle of friction of the materials used.